[发明专利]风力涡轮机、用于风力涡轮机的气动组件及其组装方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于风力涡轮机的方法和系统，并且更具体地，涉及组装风力涡轮机的方法和用于与风力涡轮机一起使用的气动组件。

背景技术

风力涡轮机一般而言包括塔架和安装在塔架上的机舱。转子可旋转地安装至机舱并且通过轴连接至发电机。多个叶片自转子延伸。叶片定向成使得经过叶片的风使转子转动并且使轴旋转，从而驱动发电机发电。具体而言，风沿叶片产生转矩力。这一转矩沿叶片不是恒定不变的。一般而言，在叶片的内部产生的转矩小于在叶片的外部产生的转矩。沿叶片的转矩一般而言取决于具体的风况。

迎角(angle of attack)(即叶片的弦线(chord line)与迎面而来的风流之间的角度)可以沿叶片发生变化，以便增大叶片的内部的转矩。具体而言，迎角能够自叶片的内部向其外部扭转。但是，这一般而言意味着复杂的叶片形状，从而可能导致显著的成本增大。此外，这一用于增大转子叶片的内部的迎角的途径并不响应于变化的风况来提供对沿叶片的转矩的动态控制。

对沿叶片的转矩的动态控制可以通过提供叶片内部的可调节的迎角来实施，例如，通过将可移动的前缘缝翼(slat)连接至叶片来实现。但是，对于由特定风况提出的具体要求，这种可移动的前缘缝翼可能是不足的、或者甚至是不合适的。

因此，期望提供能够增大叶片内部的升力的备选的方法和/或系统。

发明内容

在一个方面中，本发明提供一种风力涡轮机，该风力涡轮机包括：转子，该转子包括可旋转的毂和多个转子叶片，多个转子叶片中的每一个都连接至毂；以及至少一个翼型体(airfoil body)，该至少一个翼型体包括气动外形(profile)和翼型体根部。气动外形构造成用于增大转子叶片的至少一个里面部分的气动升力。该至少一个翼型体在翼型体根部连接至毂。

所述至少一个翼型体以一种方式连接至所述毂，使得：在所述转子的旋转过程中，所述至少一个翼型体与所述多个转子叶片之间的相对位置是可固定的；并且所述相对位置是可调节的，以对转子叶片的至少一个内部的气动升力的增大进行调整。通过对形成在所述至少一个翼型体和沿与转子旋转相反的方向邻近所述至少一个翼型体的所述转子叶片之间的角度进行调节，使得所述相对位置是可调节的。所述风力涡轮机进一步包括构造成用于将所述翼型体根部连接至所述毂的连接系统，所述连接系统包括驱动系统，所述连接系统适于：在所述转子的旋转过程中固定所述至少一个翼型体与所述多个转子叶片之间的所述相对位置；以及调节所述至少一个翼型体相对于所述多个转子叶片的位置，以对至少转子叶片的内部的气动升力的增大进行调整。

在所述转子的旋转过程中，所述至少一个翼型体的位置可通过所述驱动系统调节至这样一个位置：在该位置，所述至少一个翼型体不会在沿与转子旋转相反的方向邻近所述翼型体的所述转子叶片上引起气动升力的实质升力增大。所述多个转子叶片由三个转子叶片构成；并且形成在所述至少一个翼型体和沿与转子旋转相反的方向邻近所述至少一个翼型体的所述转子叶片之间的角度可在大约0到60度之间进行调节，或者可在大约0到90度之间进行调节。所述至少一个翼型体与所述多个转子叶片中的一个相关联，用于增大至少所述相关联的转子叶片的内部的气动升力。所述气动外形构造成用于在所述转子的旋转过程中增大沿与转子旋转相反的方向邻近所述至少一个翼型体的所述转子叶片的一个内部的气动升力。所述至少一个翼型体的纵向长度小于所述多个转子叶片的最大纵向长度，或者小于所述多个转子叶片的最大纵向长度的大约1/3。

所述多个转子叶片中的至少一个转子叶片的前缘包括一个位于所述转子叶片的前缘的对接元件，所述对接元件形成为与所述翼型体的自由端互补，所述自由端远离所述翼型体根部，所述对接元件用于使所述自由端连接至所述转子叶片。所述至少一个翼型体在这样的位置连接至所述毂：该位置处于所述多个转子叶片连接至所述毂的位置的上风向，或者处于与所述多个转子叶片连接至所述毂的位置相同的竖直平面中。所述至少一个翼型体包括接头，所述接头用于可移动地连接远离所述翼型体根部的所述翼型体的自由端部，使得所述自由端部能够是可移动的，用于使其和沿与转子旋转相反的方向邻近所述至少一个翼型体的所述转子叶片相连接。

在另一个方面中，本发明提供一种组装风力涡轮机的方法。该风力涡轮机包括转子、可转动的毂和多个转子叶片，多个转子叶片中的每一个都连接至毂。该方法包括将至少一个翼型体设置在转子中的步骤，该至少一个翼型体包括气动外形和翼型体根部，使得该至少一个翼型体在翼型体根部连接至毂。其中，气动外形构造成用于增大转子叶片的至少一个里面部分的气动升力。